基于人工智能視域下的高中生物課堂學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變初探

劉劍平

摘 要：近些年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域衍生出了一門(mén)全新的技術(shù)科學(xué)：人工智能。人工智能的出現(xiàn)，沖破了傳統(tǒng)的思維禁錮，為計(jì)算機(jī)科學(xué)提供了新的發(fā)展研究方向。而如今在人工智能的視域下，我國(guó)的教育事業(yè)要順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的步伐，學(xué)校要結(jié)合人工智能對(duì)教學(xué)方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)仂`活轉(zhuǎn)變?；诖耍疚囊匀斯ぶ悄艿南嚓P(guān)知識(shí)為背景，首先闡述了人工智能與教育發(fā)展之間的關(guān)系，其次提出了人工智能應(yīng)用于高中生物課堂學(xué)習(xí)時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題和解決方法，最后詳細(xì)說(shuō)明了人工智能應(yīng)用于高中生物課堂學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：人工智能;高中生物;學(xué)習(xí)方式

一、人工智能與教育發(fā)展之間的關(guān)系

一直以來(lái)，我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平與我國(guó)的教育事業(yè)發(fā)展是密不可分的，顯而易見(jiàn)，科技對(duì)教育的發(fā)展產(chǎn)生了深刻地影響。而人工智能作為目前世界范圍內(nèi)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的新興潮流，為教育形式和教育理念的改變提供了豐富的可能性，也讓我國(guó)的教育事業(yè)面臨著新的挑戰(zhàn)。

人工智能的主要研究方向是如何通過(guò)科學(xué)技術(shù)使機(jī)器能夠模仿人的思維邏輯和行為，讓計(jì)算機(jī)獨(dú)立完成只有人類(lèi)才能勝任的工作[1]。由此可見(jiàn)，人工智能的核心是“人”，只有充分學(xué)習(xí)和模仿人類(lèi)的思維方式和行為習(xí)慣，人工智能才能發(fā)揮作用，而教育事業(yè)的發(fā)展同樣始終圍繞著“人”展開(kāi)。秉承著促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的核心教育思想，在人工智能的時(shí)代大背景下，我們要建立全新的教育理念和方式，加強(qiáng)學(xué)生的主體作用，對(duì)高中生物課堂學(xué)習(xí)模式進(jìn)行改革和創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的人工智能意識(shí)，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

二、人工智能應(yīng)用于高中生物課堂學(xué)習(xí)時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題和解決方法

（一）老師不能正確且熟練地將人工智能應(yīng)用于課堂

從目前的形勢(shì)來(lái)看，雖然人工智能的發(fā)展態(tài)勢(shì)良好，但人工智能在我國(guó)屬于全新的發(fā)展領(lǐng)域，在大多數(shù)人的理解中，目前人工智能只能應(yīng)用于高科技領(lǐng)域，并未普及到各個(gè)行業(yè)，因此人工智能對(duì)于教育工作者來(lái)說(shuō)是十分陌生的。也就是說(shuō)，學(xué)校和老師對(duì)人工智能并未進(jìn)行全面的了解和學(xué)習(xí)，不能熟練地掌握人工智能的應(yīng)用方法。但應(yīng)用人工智能的成本較高，如果不能在最大程度上發(fā)揮人工智能的作用，那么便會(huì)導(dǎo)致財(cái)力和人力的雙重浪費(fèi)。因此學(xué)校必須加強(qiáng)對(duì)教師團(tuán)隊(duì)的專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，統(tǒng)一組織教師對(duì)人工智能進(jìn)行學(xué)習(xí)，并聘請(qǐng)人工智能領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人才對(duì)教師的工作進(jìn)行指導(dǎo)，確保老師能夠在教學(xué)中讓人工智能的優(yōu)勢(shì)得到最大體現(xiàn)。

（二）老師在教學(xué)中過(guò)度依賴(lài)人工智能

人工智能為教育教學(xué)工作提供了極大的便利，提高了課堂教學(xué)質(zhì)量，使教學(xué)工作更加高效地完成。人工智能產(chǎn)生于人的智慧，是人類(lèi)發(fā)明的工具，可是如果學(xué)校和老師在教學(xué)工作中過(guò)度依賴(lài)人工智能，那么人類(lèi)便不再是人工智能的發(fā)明者和控制者，而淪為人工智能的工具[2]，被人工智能任意驅(qū)使。因此，老師必須強(qiáng)調(diào)自身在課堂教學(xué)中的主體作用，在合理的范圍內(nèi)將人工智能應(yīng)用于課堂學(xué)習(xí)，發(fā)揮出人工智能應(yīng)有的作用。由此可見(jiàn)，人工智能只能以教學(xué)輔助工具的形式存在，而不能成為教學(xué)工作的主導(dǎo)者。

三、人工智能應(yīng)用于高中生物課堂學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)

（一）人工智能促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展

傳統(tǒng)的教學(xué)形式已經(jīng)無(wú)法滿足智能時(shí)代對(duì)學(xué)生提出的新要求，老師和學(xué)生一對(duì)多的教學(xué)模式很難讓學(xué)生意識(shí)到自己在學(xué)習(xí)過(guò)程中的長(zhǎng)處與不足，不利于學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。人工智能的出現(xiàn)為學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展提供了新的思路，我們可以通過(guò)人工智能，結(jié)合每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，為他們制定專(zhuān)屬的學(xué)習(xí)計(jì)劃，通過(guò)后續(xù)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的追蹤分析，整合出大數(shù)據(jù)，為學(xué)生提供更加人性化的教學(xué)方案[3]。以高中生物人教版必修一的《生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型》為例，本節(jié)課旨在讓同學(xué)們掌握生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是如何控制物質(zhì)的進(jìn)出的。生物膜的變化是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過(guò)程，如果只讓同學(xué)們根據(jù)課本上的圖片進(jìn)行學(xué)習(xí)，那么一些想象力欠缺的學(xué)生便無(wú)法掌握生物膜的功能。這時(shí)我們可以借助人工智能，將生物膜控制物質(zhì)進(jìn)出的流程以動(dòng)畫(huà)的形式展示給學(xué)生，并收集整合同學(xué)們對(duì)知識(shí)的接受程度，針對(duì)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)情況制定不同的學(xué)習(xí)任務(wù)，使學(xué)生享受更加個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，在最大程度上提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與掌握。

（二）人工智能顯著提升了課堂教學(xué)效率

在以往的高中生物課堂中，一個(gè)老師需要面對(duì)很多個(gè)學(xué)生，導(dǎo)致老師在教學(xué)時(shí)需要進(jìn)行大量的重復(fù)性工作，這樣的工作模式不僅浪費(fèi)時(shí)間而且效率低下。以高中生物人教版必修三的《神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)的關(guān)系》為例，本節(jié)內(nèi)容旨在從不同角度列舉出神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)的關(guān)系，讓同學(xué)們能更好地理解和區(qū)分神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)。在課堂學(xué)習(xí)時(shí)，每位同學(xué)都有可能對(duì)兩種調(diào)節(jié)方式產(chǎn)生疑問(wèn)，但課堂時(shí)間有限，如果老師對(duì)每位同學(xué)提出的問(wèn)題都進(jìn)行重復(fù)性地回答，那么教學(xué)任務(wù)便不能如期完成，并且還會(huì)出現(xiàn)老師重復(fù)講解之后部分同學(xué)依舊聽(tīng)不懂的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響課堂進(jìn)度。這時(shí)我們可以將人工智能作為教學(xué)輔助工具，在課余的時(shí)間里為同學(xué)們答疑解惑，這樣既可以減少老師與學(xué)生之間的無(wú)效溝通，又可以顯著提高課堂教學(xué)效率。

結(jié)束語(yǔ)：總而言之，人工智能擁有著廣闊的發(fā)展前景，但距離我們能夠正確合理地使用人工智能還需要經(jīng)過(guò)一段十分漫長(zhǎng)的時(shí)間。人工智能一方面可以顯著提高教學(xué)質(zhì)量和效率，使課堂教學(xué)方式向人工智能領(lǐng)域進(jìn)行轉(zhuǎn)變過(guò)渡，另一方面也能夠控制教學(xué)工作的展開(kāi)，降低人的主導(dǎo)作用。面對(duì)智能時(shí)代的加速到來(lái)，教育工作必須結(jié)合人工智能對(duì)自身進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，分辨人工智能的利與弊，使人工智能更好地進(jìn)入并服務(wù)于教育領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

[1]廖增輝.普通高中生物課堂直觀教學(xué)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[D].重慶三峽學(xué)院，2017.

[2]楊現(xiàn)民，張昊，郭利明，林秀清，李新.教育人工智能的發(fā)展難題與突破路徑[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2018（03）：30-38.

[3]牟中園.淺論如何提升高中生物課堂教學(xué)有效性[J].中國(guó)校外教育，2018（30）：149.

本文系（基金項(xiàng)目：中央電化教育館-英特爾“智能互聯(lián)教育項(xiàng)目”課題“人工智能技術(shù)背景下學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變的實(shí)踐研究”，No.191103）的研究成果

教育部福建師大基礎(chǔ)教育課程研究中心2020年開(kāi)放課題，課題編號(hào)KCZ2020083 基于"讀思達(dá)"的高中生物單元教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)踐研究